DNAの分子流動ダイナミクスと電子衝突による損傷の評価(<小特集>「ナノ, バイオテクノロジーにおける分子動力学シミュレーション」)
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概要
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In the present article, novel schemes for molecular dynamics (MD) simulation are proposed to analyze the flow dynamics of DNA in aqueous solution. Well-known second generation force field of AMBER is improved by mathematical and physical considerations for dynamical behavior of biomacromolecule with large deformation to prevent the divergence of the bond potential energy. MD simulation based on Gauss' principle of least constraint is developed to maintain the structure of DNA at high temperature. Numerical analysis for poly(dG)・poly(dC) DNA with 30 base pairs, which has received the attention because of the application to electronic devices in bionanotechnology, is performed to confirm the validity of the computational techniques introduced here. On the other hand, a simple model for electron-DNA collision based on quantum theory is proposed and a mathematical formula for the governing equations is derived. The numerical scheme is developed for solving the integro-differential equation. The simple prediction method for DNA double stand breaks is proposed based on the calculation of total cross section for various collision states. The comparison of DNA double stand breaks between the predictions and previous experiment is made in detail. The two topics about the DNA presented here from the viewpoint of nanosciences would provide the useful suggestions for future research of practical computer simulations.
- 日本シミュレーション学会の論文
- 2005-09-15
著者
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